Investigador Postdoctoral en Física Experimental de la Materia Condensada, Universidad de TokioDavide Bossini no trabaja, consulta, posee acciones ni recibe financiamiento de ninguna empresa u organización que se beneficiaría de este artículo, y no ha revelado afiliaciones relevantes más allá de su cargo académico.A medida que usamos más y más datos cada año, ¿dónde tendremos espacio para almacenarlos todos?Nuestra creciente demanda de aplicaciones web, uso compartido de archivos y redes sociales, entre otros servicios, se basa en el almacenamiento de información en la "nube": servidores remotos conectados a Internet siempre activos que almacenan, administran y procesan datos.Esto, a su vez, ha llevado a una necesidad apremiante de dispositivos más rápidos, más pequeños y con mayor eficiencia energética para realizar esas tareas en la nube.Dos de los tres elementos clave de la computación en la nube, los microchips y las conexiones de comunicaciones, son cada vez más rápidos, pequeños y eficientes.Mi actividad investigadora tiene implicaciones para la tercera: el almacenamiento de datos en discos duros.Las computadoras procesan datos, en su nivel más fundamental, en unos y ceros.Los discos duros almacenan información cambiando la magnetización local en una pequeña región del disco: su dirección hacia arriba o hacia abajo corresponde a un valor "1" o "0" en lenguaje de máquina binario.Cuanto menor sea el área de un disco necesaria para almacenar una parte de la información, más información se puede almacenar en un espacio determinado.Una forma de almacenar información en un área particularmente pequeña es aprovechar el hecho de que los electrones individuales poseen magnetización, lo que se denomina giro.El campo de investigación de la electrónica de espín, o "espintrónica", trabaja en el desarrollo de la capacidad de controlar la dirección de los espines de los electrones de una manera más rápida y eficiente desde el punto de vista energético.Trabajo para controlar los giros de los electrones usando pulsos de láser extremadamente cortos: una milmillonésima de segundo de duración, o un "femtosegundo".Más allá de permitir un almacenamiento más pequeño, los láseres permiten un almacenamiento y una recuperación de datos mucho más rápidos.La comparación de velocidades entre la tecnología actual y la espintrónica de femtosegundos es como comparar el tren bala más rápido de la Tierra con la velocidad de la luz.Además, si se utiliza el método totalmente óptico para almacenar información en materiales que son transparentes a la luz, se produce poco o ningún calentamiento, un gran beneficio dados los costos económicos y ambientales que presenta la necesidad de sistemas de enfriamiento masivos para centros de datos.Hace una década, los estudios demostraron por primera vez que los pulsos láser podían controlar los giros de los electrones para escribir datos y podían monitorear los giros para leer los datos almacenados.Hacer esto implicó medir pequeñas oscilaciones en la magnetización de los electrones.Después de esas primeras investigaciones, los investigadores creyeron (erróneamente, como se vio después) que los láseres no podían afectar o detectar fluctuaciones más pequeñas que la longitud de onda de la propia luz de los láseres.Si esto fuera cierto, no sería posible controlar imanes en una escala tan pequeña como un nanómetro (una millonésima de milímetro) en tan poco tiempo como un femtosegundo.Muy recientemente, un equipo internacional de investigadores del que soy miembro ha proporcionado una demostración experimental de que tal limitación en realidad no existe.Pudimos afectar imanes de tan solo un nanómetro de longitud, tan rápido como cada 45 femtosegundos.Eso es una diezmillonésima parte del tamaño y más de 20.000 veces más rápido que los discos duros actuales.Esto sugiere que los dispositivos futuros pueden funcionar con velocidades de procesamiento de hasta 22 THz, 1000 veces más rápido que las velocidades de reloj de GHz actuales en las computadoras comerciales.Y los dispositivos también podrían ser mucho más pequeños.Además de los efectos prácticos en la informática moderna, la importancia científica de esta investigación es significativa.Las teorías y experimentos convencionales sobre el magnetismo suponen que los materiales se encuentran en lo que se denomina "equilibrio", una condición en la que las cantidades que definen un sistema (temperatura, presión, magnetización) son constantes o cambian muy lentamente.Sin embargo, el envío de un pulso láser de femtosegundo interrumpe el equilibrio de un imán.Esto nos permite estudiar materiales magnéticos en tiempo real cuando no están en reposo, abriendo nuevas fronteras para la investigación fundamental.Ya hemos visto fenómenos exóticos como la pérdida o incluso la inversión de la magnetización.Estos desafían nuestra comprensión actual del magnetismo porque son imposibles en estados de equilibrio.Es probable que se descubran otros fenómenos con más investigación.La ciencia innovadora comienza con una visión: un científico es un soñador que es capaz de imaginar fenómenos aún no observados.La comunidad científica involucrada en el área de investigación del magnetismo ultrarrápido está trabajando en un gran salto adelante.Sería un desarrollo que no significa solo computadoras portátiles más rápidas, sino una computación siempre conectada y conectada que es significativamente más rápida, más pequeña y más económica que los sistemas actuales.Además, los mecanismos de almacenamiento no generarán tanto calor, lo que requerirá mucho menos enfriamiento de los centros de datos, lo que representa un costo significativo tanto desde el punto de vista financiero como ambiental.Alcanzar esas nuevas capacidades nos obliga a ampliar aún más la frontera del conocimiento fundamental y allana el camino hacia tecnologías que aún no podemos imaginar.¿Cómo eran realmente los dinosaurios?—VictoriaPolítica con Michelle Grattan Podcast - Territorio de la Capital AustralianaDoing Deliberative Democracy — Ultimo, Nueva Gales del SurCurso breve: Capacitación sensible al género para la creación de espacios inclusivos — Caulfield East, VictoriaCreative Intelligence Catalyser: en línea, Nueva Gales del SurCopyright © 2010–2022, The Conversation Media Group Ltd